固定污染源废水自动监测系统介绍-PowerPointP

国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核固定污染源废水自动监测系统介绍固定污染源废水自动监测系统介绍国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核提纲：一、废水在线监测系统组成二、废水在线监测设备三、数据采集、传输装置国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核一、废水在线监测系统组成数据采集设备数据传输设备终端接收设备氨氮分析仪TOC分析仪pH计流量计…COD分析仪采样系统排污口国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核废水在线监测设备¾COD自动在线监测仪¾氨氮自动在线监测仪¾TOC自动在线监测仪¾总磷自动在线监测仪¾总氮自动在线监测仪¾pH计¾电导率仪¾流量计¾超标留样器‰对污染源排污状况进行分析测试国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核数据采集装置‹对各种监测设备的测量数据进行采集、存储及处理；‹具有黑匣子功能，能够对环保设备的运行状况进行自动监测，对数据进行存储和输出。数据传输设备‹对采集的各种监测数据传输至环保管理部门；‹多种传输方式：电话线、GPRS、GSM短消息、局域网、以太网、3G、无线电台等。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核二、废水在线监测设备¾COD（TOC）自动在线监测仪¾氨氮自动在线监测仪¾流量计¾数据采集传输仪国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（一）COD自动在线监测仪1、定义2、化学需氧量测定的标准方法3、COD自动在线监测仪4、标准方法与在线仪器法的不同国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核1、化学需氧量COD‹是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，用氧的mg/L来表示。‹反映了水中受还原性物质污染的程度，其值越小说明由有机物引起的污染越轻，水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。‹水被有机物污染是很普遍的，因此，化学需氧量也作为有机物含量的指标之一，但只能反映被氧化的有机物污染，不能反映多环芳烃、PCB等的污染状况。‹CODCr是我国实施排放总量控制的指标之一。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核2、化学需氧量测定的标准方法①回流装置：带250ml锥形瓶全玻璃回流装置；②加热装置：变阻电炉；③50ml酸式滴定管。（1）重铬酸钾法原理原理：酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据硫酸亚铁铵的用量计算出水样中还原性物质消耗氧的量。仪器：仪器：国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核①化学需氧量测定仪；②滴定池；③电极（铂片）；④电磁搅拌器、搅拌子；（2）库仑法原理原理：以重铬酸钾为氧化剂，水样在10.2mol/L硫酸介质中回流氧化后，过量的重铬酸钾用电解产生的亚铁离子作为库仑滴定。根据电解产生亚铁离子所消耗的电量，按照法拉第定律进行计算。仪器：仪器：⑤回流装置；⑥电炉；⑦定时钟。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核①具密封塞的加热管：50ml；②锥形瓶：150ml；③25ml酸式滴定管（或分光光度计）；④恒温定时加热装置。（3）快速密闭催化消解法原理原理：在经典重铬酸钾-硫酸消解体系中加入催化剂硫酸铝钾和钼酸铵。同时密封消解过程是加压下进行的，因此大大缩短了消解时间。消解后测定COD的方法可以采用滴定法，也可采用光度法。仪器：仪器：国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核3、COD自动在线监测仪‰重铬酸钾氧化方式‰非重铬酸钾氧化方式根据氧化方式的不同：根据氧化方式的不同：国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（1）重铬酸钾氧化方式‹重铬酸钾消解-光度测量法‹重铬酸钾消解-库仑滴定法‹重铬酸钾消解-氧化还原滴定法根据根据检测方法检测方法的不同的不同：：强酸性加热条件下，水样中的有机物和无机还原物被重铬酸钾氧化，通过测量消耗重铬酸钾的量来计算COD国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核‹重铬酸钾消解-光度法用光度法测量剩余的Cr（Ⅵ）（600nm）或反应生成的Cr（Ⅲ）（440nm）165℃条件下回流30min（或催化消解）水样进入反应室加入过量重铬酸钾标液浓硫酸酸化国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核‹重铬酸钾消解-库仑滴定法用库仑滴定法[Fe(Ⅱ)]测定剩余的Cr（Ⅵ）水样进入反应室加入过量重铬酸钾标液浓硫酸酸化165℃条件下回流（或催化消解）国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核‹重铬酸钾消解-氧化还原滴定法以试亚铁灵为指示剂用硫酸亚铁铵滴定剩余的Cr(Ⅵ)水样进入反应室加入过量重铬酸钾标液浓硫酸酸化150℃条件下回流30min国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核重铬酸钾氧化法——仪器组成国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核采样采样单元单元：：采样泵、采样管、样品储存等组成；计量单元：计量单元：计量管、计量泵/蠕动泵/注射泵等；反应单元反应单元：：主要有加热单元、反应室,完成水样的消解和反应；检测检测单元：单元：对消解的样品进行光度检测或滴定；控制单元控制单元：：单片机/工控机系统，完成对仪器全过程的控制。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核„适用性较强；„测量周期较长；„都需要氧化剂；„试剂消耗量较大；„维护量相对较大。重铬酸钾氧化法——仪器特点国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核„测定范围：0～1000mg/L；„重复性：±5%以内；„零点漂移：±5mg/L以内；„量程漂移：±5%F.S.以内„测定周期：40min；„输出信号：4～20mA，RS232/RS485。重铬酸钾氧化法——主要技术指标国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（2）非重铬酸钾氧化方式——总有机碳(TOC)法TOC：以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。COD=k×TOC+b¾燃烧氧化-非分散红外吸收法（NDIR）——只需一次性转化，流程简单、重现性好、灵敏度高，该种TOC分析仪被广泛采用¾湿法氧化-非分散红外吸收法¾电导法¾气相色谱法按工作原理的不同按工作原理的不同：：国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核测定方式一：差减法‹TOC=TC-IC‹TC：有机化合物和无机碳酸盐的C总量。‹IC：无机碳酸盐的C总量；国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核测定方式二：直接法‹将水样酸化曝气，将无机碳酸盐分解生成二氧化碳去除IC；‹再注入高温燃烧管中，可直接测定总有机碳。‹但由于在曝气过程中会造成水中的挥发性有机物的损失而产生测定误差。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核TOC自动在线监测仪分类v燃烧氧化—红外吸收法v紫外催化氧化—红外吸收法v电导法。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核燃烧氧化—NDIR法TOC仪测定原理：测定原理：¾样品在进样装置中酸化后（加入盐酸或硝酸），将无机碳变成二氧化碳，通过氮气（或纯净空气）除去二氧化碳；¾有机物在燃烧管里燃烧氧化后生成二氧化碳，用非分散红外分析仪测量，算出样品中的TOC浓度。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核燃烧氧化-红外吸收法自动在线TOC监测仪流程图国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核主要性能指标„测量范围：0-1000mg/L；„重现性：±2%F.S；„测量周期：7min。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核紫外催化氧化-NDIR法TOC仪测定原理：测定原理：¾水样经过酸化处理后曝气除去无机碳；¾水中有机物在紫外光的照射下催化氧化成二氧化碳；¾用红外检测器测量，计算出TOC的浓度。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核紫外催化氧化-红外吸收法原理图国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核主要性能指标v测量范围：0-1000mg/L；v重现性：±2%F.S；v测量周期：10min。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核TOC/COD相关系数的确定1、水样的采集2、水样TOC的测定—在线仪法3、水样COD的测定—国标法4、转换系数的确定：COD=k×TOC+b国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核4、国标法与在线监测仪的主要差异„氧化剂不同„消解方式、温度、时间不同„样品和试剂用量不同„终点判定（检测）方法不同„样品预处理不同国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（1）氧化剂不同实验室分析方法实验室分析方法：采用重铬酸钾为氧化剂；在线监测仪器在线监测仪器：采用羟基、燃烧、臭氧等作为氧化剂，UV法不用氧化剂¾电极电势是比较氧化性的数量重要标准。羟基自由基具有极强的电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8v。是自然界中仅次于氟的氧化剂。¾臭氧是氧的同素异性体，臭氧具有极强的氧化能力，在水中的氧化还原电位2.07V.它的氧化能力高于氯（1.36V）、二氧化氯（1.5V）。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（2）消解方式、温度、时间不同实验室分析方法实验室分析方法：将回流瓶放置于电炉上加热消解，反应温度在146℃左右，消解时间为2h。重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器：多采用加热棒加热敞口常压消解，或用微波加热密闭加压消解，反应温度多在165℃左右，加热时间在8min～30min之间。采用采用TOCTOC法的在线监测仪法的在线监测仪：多采用燃烧炉催化燃烧方法，加热温度在650℃左右，加热时间1min～3min。电化学法在线监测仪电化学法在线监测仪：无需加热，反应时间在1min～3min，整个测量过程一般在5min左右完成。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（3）样品和试剂用量不同实验室分析方法实验室分析方法：为取20.00ml混合均匀水样置于50ml回流瓶中,加入10.00ml重铬酸钾标准溶液,加入30ml硫酸-硫酸银溶液。重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器：通常采取3.3ml水样、4.7ml重铬酸钾标准溶液、8ml硫酸-硫酸银溶液（以北京环科环保技术公司为例）。采用燃烧法（采用燃烧法（TOCTOC法）的在线监测仪器法）的在线监测仪器：通常采取10ml水样、50μl盐酸。采用羟基氧化法的在线仪器采用羟基氧化法的在线仪器：通常采取10ml水样、20ml硫酸钠，15ml电解液。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（4）终点判定（检测）方法不同实验室分析方法实验室分析方法：以试亚铁灵作指示剂、用硫酸亚铁铵溶液滴定至红褐色，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。采用重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器（光度法）采用重铬酸钾为氧化剂的在线监测仪器（光度法）：采用通常采用发光二极管测定消解后水样，根据透过光线强弱折算COD值。采用燃烧法（采用燃烧法（TOCTOC法）的在线监测仪器法）的在线监测仪器：是采样红外分析仪测定CO2量，算出TOC值，折算COD。采用羟基氧化的仪器采用羟基氧化的仪器：是通过工作电极的电流的变化，折算水中COD含量国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核（5）样品预处理不同实验室分析方法实验室分析方法：将样品采集并固定后带回实验室分析，分析时将样品混匀回流滴定。水质在线监测仪多水质在线监测仪多：采用潜水泵或自吸泵将水样从污水渠采集到仪器旁，再通过蠕动泵将定量水样加入仪器内。多在水样采集的源头或进仪器前加装有过滤装置。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核™1、氧化剂不同对监测结果的影响¾氧化剂不同，其对水体中还原性物质的氧化能力就不同，氧化率也就不同，从而直接影响最终的分析值。就氧化能力而言：就氧化能力而言：燃烧法氧化率最高为100%；羟基、臭氧氧化率次之；然后是重铬酸钾为90%～95%，UV法采用紫外光照射的方法，氧化率为0。对于容易氧化的有机物而言（如葡萄糖）：对于容易氧化的有机物而言（如葡萄糖）：采用不同的氧化剂其消耗量折合成氧的量是相同的，得到的结果也是相同的。对于难消解的有机物对于难消解的有机物（如多环芳烃）：则氧化率最高，折合成的耗氧量也就越高，得到的值也就越高。国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核™2、消解方式不同对监测结果